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DE69502601T2 - METHOD FOR PRODUCING ELECTRICAL HEATING RESISTORS - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING ELECTRICAL HEATING RESISTORS

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Publication number
DE69502601T2
DE69502601T2 DE69502601T DE69502601T DE69502601T2 DE 69502601 T2 DE69502601 T2 DE 69502601T2 DE 69502601 T DE69502601 T DE 69502601T DE 69502601 T DE69502601 T DE 69502601T DE 69502601 T2 DE69502601 T2 DE 69502601T2
Authority
DE
Germany
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group
alloy
atmosphere
electrical resistance
resistance material
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE69502601T
Other languages
German (de)
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DE69502601D1 (en
Inventor
Joseph Anthony Droitwich Worcestershire Wr9 7Dj Mcwilliams
Ali Droitwich Worcestershire Wr9 7Bq Paybarah
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stylewell Ltd
Original Assignee
Ceramaspeed Ltd
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Priority claimed from GBGB9503019.3A external-priority patent/GB9503019D0/en
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Application granted granted Critical
Publication of DE69502601D1 publication Critical patent/DE69502601D1/en
Publication of DE69502601T2 publication Critical patent/DE69502601T2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/748Resistive heating elements, i.e. heating elements exposed to the air, e.g. coil wire heater
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
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    • H05B3/12Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • HELECTRICITY
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    • H05B2203/017Manufacturing methods or apparatus for heaters

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

An electrical resistance heating element is made from an electrical resistance material having the following composition in weight percent: - Group A: - aluminium 3-8 - yttrium, zirconium, hafnium and/or 0-0.45 - one or more rare earth elements - Group B: - chromium 12-30 - iron and/or nickel and/or cobalt balance - The electrical resistance material is arranged in an atmosphere having a potential for oxidation such as to permit oxidation of the constituent(s) from Group A and to inhibit oxidation of the constituents from Group B. The resistance material is then heated in the atmosphere to a temperature in the range from 800 DEG C. to a temperature below its melting point so as to oxidize the constituent(s) of Group A at the surface and to form a surface layer consisting essentially of continuous unified oxide of the constituent(s) of Group A.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrowiderstandsheizmittels, zum Beispiel zur Verwendung als Heizelement in einer elektrischen Heizstrahlvorrichtung, wie sie in einem oben glatten Kochherd mit einer glaskeramischen Platte zum Einsatz gelangt.This invention relates to a method for manufacturing an electric resistance heating means, for example for use as a heating element in an electric radiant heating device as used in a smooth-topped cooker with a glass-ceramic plate.

Es ist gut bekannt, zur Herstellung von Heizelementen für elektrische Kochherd-Heizstrahlvorrichtungen von Legierungen Gebrauch zu machen, deren Hauptbestandteile Chrom und Aluminium in Verbindung mit Eisen und/oder Nickel und/oder Kobalt sind. In an eine Stromquelle angeschlossenem Zustand werden die Heizelemente auf elektrischem Wege selbsttätig auf Strahlungshelligkeit erhitzt, und zwar bei Betriebstemperaturen, die von etwa 900ºC bis 1150ºC betragen können. Während solchem Hochtemperaturbetrieb in Luft bildet das in der Legierung vorhandene Aluminium an der Oberfläche der Legierung eine Schutzschicht aus Aluminiumoxid mit einer beispielsweise etwa 5 bis 15 um betragenden Dicke. Andere Bestandteile der Legierung wie Eisen und Chrom, die an der freien Oberfläche der Legierung vorhanden sind, werden ebenfalls oxidiert, und es kann daher geschehen, daß das Aluminiumoxid keine die gesamte Oberfläche der Legierung bedeckende kontinuierliche bzw. unterbrechungsfreie Schicht bildet. Außerdem entstehen unter diesen Bedingungen an der Oberfläche der Legierung in erster Linie gemischte Aluminiumoxidphasen, und zwar bildet sich zum Beispiel ein Gemisch von Alpha-, Beta-, Gamma- und anderen übergangsphasen des Aluminiumoxids sowie gewissen anderen Phasen von Stoffen, die nicht Aluminiumoxid sind. Die gebildete Oberflächenschicht ist für atmosphärischen Sauerstoff in erheblichem Maße durchlässig und bietet daher keinen einwandfreien Schutz. Ist die Legierung daher als Heizelement dauernd hohen Temperaturen ausgesetzt, so oxidiert durchdringender atmosphärischer Sauerstofflaufend aus dem Inneren der Legierung an die Oberfläche diffundiertes Aluminium. Es bildet sich an der Oberfläche der Legierung eine hauptsächlich aus Aluminiumoxid bestehende Schicht zunehmender Dicke, während der Aluminiumgehalt im Inneren der Legierung allmählich abnimmt.It is well known to make use of alloys in which the main constituents are chromium and aluminium in combination with iron and/or nickel and/or cobalt for the manufacture of heating elements for electric cooker radiant heaters. When connected to a power source, the heating elements are automatically heated electrically to radiant brightness at operating temperatures which may be from about 900°C to 1150°C. During such high temperature operation in air, the aluminium present in the alloy forms a protective layer of aluminium oxide on the surface of the alloy with a thickness of, for example, about 5 to 15 µm. Other constituents of the alloy such as iron and chromium which are present on the free surface of the alloy are also oxidised and it may therefore happen that the aluminium oxide does not form a continuous or uninterrupted layer covering the entire surface of the alloy. In addition, under these conditions, mixed aluminium oxide phases are formed on the surface of the alloy, for example a mixture of alpha, beta, gamma and other transition phases of aluminium oxide and certain other phases of substances that are not aluminium oxide. The surface layer formed is considerably permeable to atmospheric oxygen and therefore does not offer perfect protection. If the alloy is therefore continuously exposed to high temperatures as a heating element, penetrating atmospheric oxygen continuously oxidises aluminium that has diffused from the interior of the alloy to the surface. A layer consisting mainly of aluminium oxide forms on the surface of the alloy. existing layer of increasing thickness, while the aluminium content inside the alloy gradually decreases.

Die Lebensdauer eines Heizelements hängt weitgehend von der Oxidationsgeschwindigkeit und daher von der Wachstumsgeschwindigkeit der schützenden Aluminiumoxidschicht ab. Verringerte Durchlässigkeit der Oxidschicht würde daher erhöhte Lebensdauer des Elements bedingen.The lifetime of a heating element depends largely on the oxidation rate and therefore on the growth rate of the protective aluminum oxide layer. Reduced permeability of the oxide layer would therefore result in increased lifetime of the element.

Sind in der Oberfläche der Legierung Oxide von anderen Stoffen als Aluminium vorhanden, zum Beispiel Eisenoxid bzw. Chromoxid, so wirkt sich dies auf die einwandfreie Beschaffenheit der Aluminiumoxidschicht aus und kann, vor allem unter Bedingungen thermischer Wechselbeanspruchung durch wiederholtes Erhitzen und Abkühlen der Legierung, wie sie bei Heizelementanwendungen regelmäßig vorkommt, zu Beeinträchtigung und örtlichem Abblättern des Aluminiumoxids führen, so daß der Schutz der infolgedessen bloßliegenden Bereiche der Legierung verringert ist. Die Abblätterung kann durch Zusatz von prozentual kleinen Mengen, also Mengen innerhalb der Spanne von 0,01 bis 0,45 Gew.%, aktiver Elemente wie Yttrium oder Seltenerdelemente, die die Kristallstruktur des Aluminiumoxids von plättchenförmig auf prismenförmig ändern, reduziert werden.If oxides of substances other than aluminum are present on the surface of the alloy, for example iron oxide or chromium oxide, this affects the perfect condition of the aluminum oxide layer and can, especially under conditions of thermal cycling caused by repeated heating and cooling of the alloy, as regularly occurs in heating element applications, lead to deterioration and local flaking of the aluminum oxide, so that the protection of the areas of the alloy that are exposed as a result is reduced. The flaking can be reduced by adding small percentage amounts, i.e. amounts within the range of 0.01 to 0.45 wt.%, of active elements such as yttrium or rare earth elements, which change the crystal structure of the aluminum oxide from platelet-shaped to prism-shaped.

Nachdem das ganze Aluminium in dem aus Legierung bestehenden Heizelement oxidiert wurde, werden die anderen Bestandteile der Legierung wie Eisen und Chrom oxidiert, bis das Heizelement schließlich versagt. Wenn es sich um relativ dicke Heizelemente aus Draht, zum Beispiel mit einer Dicke von 800 um oder mehr, handelt, läßt sich ohne weiteres eine angemessen lange Lebensdauer von beispielsweise mehr als 5000 Stunden erreichen. Bei dünnen Heizelementen wie zum Beispiel Heizelementen aus dünnem Draht und insbesondere Heizelementen in der Form eines dünnen, aus Legierung bestehenden. Streifens oder Bandes, das zum Beispiel auf einer isolierenden Grundlage hochkant angeordnet sein kann, sind jedoch Probleme entstanden. Ein solcher Streifen bzw. ein solches Band kann zum Beispiel 20 bis 200 um dick sein. Bei Verwendung eines solchen Streifens bzw. eines solchen Bandes als Strahlheizelement, bildet sich an dessen Oberfläche eine dicke Schicht von Aluminiumoxid, wie dies vorstehend beschrieben ist. Da der Streifen bzw. das Band dünn ist, dauert es weniger lang als bei dickeren, aus Legierung bestehenden Elementen, bis das ganze Aluminium an die Oberfläche diffundiert ist. Außerdem unterscheidet sich die Wärmeausdehnungszahl der Aluminiumoxidschicht erheblich von der Wärmeausdehnungszahl des darunter befindlichen Legierungsmaterials, und die Dicke der Oxidschicht kann einen nennenswerten Anteil der Gesamtdicke des Streifens bzw. des Bandes ausmachen. Es finden daher im Zuge von Temperaturwechselbeanspruchungen, wie sie beim Betrieb des Heizelements auftreten, mechanische Spannungen statt, die zu zunehmender permanenter Verformung des Streifens bzw. Bandes führen. Dies hat zur Folge, daß in gewissen Bereichen des Streifens bzw. Bandes die Dicke des elektrisch leitenden Materials geringer ist als in anderen Bereichen. Jn solchen Bereichen verringerter Dicke kann die Temperatur auf einen höheren Wert ansteigen als in den restlichen Bereichen des Streifens bzw. Bandes, wenn der Streifen bzw. das Band elektrisch angeschlossen ist und als Heizelement wirkt. Schließlich versagt das Heizelement in einem oder mehreren dieser Bereiche verringerter Dicke, zum Beispiel in Folge von durch Spannungskorrosion bedingter Rißbildung.After all the aluminum in the alloy heating element has been oxidized, the other components of the alloy, such as iron and chromium, are oxidized until the heating element finally fails. When it comes to relatively thick wire heating elements, for example with a thickness of 800 µm or more, a reasonably long life of, for example, more than 5000 hours can be achieved without any problems. For thin heating elements, such as heating elements made of thin However, problems have arisen with wire and particularly with heating elements in the form of a thin alloy strip or tape, which may, for example, be placed on edge on an insulating base. Such a strip or tape may, for example, be 20 to 200 µm thick. When such a strip or tape is used as a radiant heating element, a thick layer of aluminium oxide is formed on its surface, as described above. Because the strip or tape is thin, it takes less time for all the aluminium to diffuse to the surface than with thicker alloy elements. In addition, the thermal expansion coefficient of the aluminium oxide layer differs considerably from the thermal expansion coefficient of the underlying alloy material, and the thickness of the oxide layer may constitute a significant proportion of the total thickness of the strip or tape. Therefore, in the course of thermal cycling, such as occurs when the heating element is in operation, mechanical stresses occur which lead to increasing permanent deformation of the strip or tape. This means that in certain areas of the strip or tape the thickness of the electrically conductive material is less than in other areas. In such areas of reduced thickness the temperature can rise to a higher value than in the remaining areas of the strip or tape if the strip or tape is electrically connected and acts as a heating element. Eventually the heating element fails in one or more of these areas of reduced thickness, for example as a result of cracking caused by stress corrosion.

Man könnte meinen, daß als Methode zur Verbesserung der Lebensdauer eines solchen Heizelements die Erhöhung des Aluminiumgehalts der Legierung in Frage kommt. Mit zunehmendem Aluminiumgehalt nimmt die Verformbarkeit der Legierung jedoch zunehmend ab, und die Bearbeitung der Legierung wird immer schwieriger. Angesichts dieses Problems ist der Gewichtsanteil des Aluminiums in der Legierung auf etwa 8 Prozent beschränkt, obgleich der Aluminiumgehalt in der Praxis im allgemeinen etwas geringer ist als 8 Prozent.One might think that increasing the aluminum content of the alloy would be a possible method for improving the service life of such a heating element. However, as the aluminum content increases, the malleability of the alloy decreases and the machining of the Alloying is becoming increasingly difficult. In view of this problem, the weight fraction of aluminium in the alloy is limited to about 8 percent, although in practice the aluminium content is generally somewhat less than 8 percent.

EP-A-0 327 831 betrifft die Verbesserung der Haftung einer Oxidschicht an einem Elektrowiderstandsmaterial, das Aluminium, Chrom und Eisen, Nickel oder Kobalt umfaßt. Die Haftung wird durch eine zweite Erhitzungsstufe verbessert, die in der Oberflächenschicht Rekristallisation bewirkt.EP-A-0 327 831 relates to improving the adhesion of an oxide layer to an electrical resistance material comprising aluminium, chromium and iron, nickel or cobalt. The adhesion is improved by a second heating step which causes recrystallization in the surface layer.

US-A-4 414 023 betrifft die Bildung einer anhaftenden strukturierten Aluminiumoxidoberfläche an einer Eisen- Chrom- Aluminiumlegierung zum Gebrauch in einem elektrischen Heizelement. Die Legierung enthält Cer, Lanthan und andere seltene Erden.US-A-4 414 023 relates to the formation of an adherent structured aluminum oxide surface on an iron-chromium-aluminum alloy for use in an electric heating element. The alloy contains cerium, lanthanum and other rare earths.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Heizelements aus Aluminiumlegierung zu schaffen, das im Einsatz Verringerung der Geschwindigkeit bedingt, mit der Aluminium aus dem Inneren der Legierung verloren wird, und das daher eine längere Lebensdauer des Elements bedingt.It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a heating element made of aluminium alloy which, in use, results in a reduction in the rate at which aluminium is lost from the interior of the alloy and which therefore results in a longer service life of the element.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines auf elektrischem Widerstand beruhenden Heizmittels geschaffen, das die folgenden Schritte umfaßt:According to the invention, a method for producing an electrical resistance-based heating means is provided, which comprises the following steps:

Bereitstellung eines Elektrowiderstandsmaterials, umfassend eine Legierung, die sich in Gruppe A aus den Elementen Aluminium und wahlweise Yttrium, Zirkon, Hafnium und/oder einem oder mehreren Seltenerdelementen und in Gruppe B aus den Elementen Chrom und einem oder mehreren der Elemente Eisen und/oder Nickel und/oder Kobalt zusammensetzt; und Wärmebehandlung des Elektrowiderstandsmaterials in einer in einem Gehäuse durchgeführten Heizstufe, wobei die Heizstufe die folgenden Schritte umfaßt:Providing an electrical resistance material comprising an alloy composed in group A of the elements aluminium and optionally yttrium, zirconium, hafnium and/or one or more rare earth elements and in group B of the elements chromium and one or more of the elements iron and/or nickel and/or cobalt; and Heat treatment of the electrical resistance material in a heating stage carried out in a housing, the heating stage comprising the following steps:

(a) Herstellung einer Atmosphäre in dem das Elektrowiderstandsmaterial umgebenden Gehäuse, wobei das Potential zum Oxidieren der Atmosphäre so beschaffen ist, daß Oxidation des Bestandteils (der Bestandteile) der Gruppe A ermöglicht und Oxidation der Bestandteile der Gruppe B gehemmt wird; und(a) creating an atmosphere in the housing surrounding the electrical resistance material, the oxidizing potential of the atmosphere being such that oxidation of the group A component(s) is enabled and oxidation of the group B components is inhibited; and

(b) Erhitzung des Elektrowiderstandsmaterials in der in dem Gehäuse befindlichen Atmosphäre auf eine Temperatur zwischen 800ºC und einer Temperatur, die niedriger ist als der Schmelzpunkt der Legierung, um den Bestandteil (die Bestandteile) der Gruppe A an der Oberfläche der Legierung zu oxidieren, so daß eine Oberflächenschicht entsteht, die im wesentlichen aus kontinuierlichem, vereinheitlichtem Oxid des Bestandteils (der Bestandteile) der Gruppe A besteht,(b) heating the electrical resistance material in the atmosphere in the housing to a temperature between 800°C and a temperature lower than the melting point of the alloy to oxidize the Group A constituent(s) at the surface of the alloy to form a surface layer consisting essentially of continuous, unified oxide of the Group A constituent(s),

wobei die Zusammensetzung der Legierung in Gewichtsprozent wie folgt ist:where the composition of the alloy in weight percent is as follows:

Gruppe A:Group A:

Aluminium 3-8Aluminum 3-8

Yttrium, Zirkon, Hafnium und/oder ein oder mehrere Seltenerdelemente 0 - 0,45Yttrium, zirconium, hafnium and/or one or more rare earth elements 0 - 0.45

Gruppe B:Group B:

Chrom 12 -30Chrome 12 -30

Eisen und/oder Nickel und/oder Kobalt RestIron and/or nickel and/or cobalt residue

und wobei eine ausschließlich aus Wasserdampf bestehende Atmosphäre in das Gehäuse eingeführt wird, so daß die Wärmebehandlung in einer einzigen Stufe durchgeführt wird.and wherein an atmosphere consisting exclusively of water vapor is introduced into the housing so that the heat treatment is carried out in a single step.

Wir haben festgestellt, daß die erfindungsgemäße Herstellung einer Oberflächenoxidschicht, die in der Praxis im wesentlichen aus Aluminiumoxid besteht, eine Oberflächenschicht ergibt, die für Luft und andere oxidierende Atmosphären in geringem Maße durchlassig ist und erheblichen Widerstand gegen nachträgliche Oxidation des Aluminiums in dem darunter befindlichen inneren Legierungsmaterial bedingt, so daß die Dicke der Oberflächenschicht mit einer unerwartet niedrigen Geschwindigkeit zunimmt.We have found that the preparation of a surface oxide layer according to the invention, which in practice consists essentially of alumina, results in a surface layer which is slightly permeable to air and other oxidizing atmospheres and provides considerable resistance to subsequent oxidation of the aluminum in the underlying internal alloy material, so that the thickness of the surface layer increases at an unexpectedly low rate.

Die Legierung braucht kein aktives Element zu enthalten, in welchem Falle die Zusammensetzung der Legierung in Gewichtsprozent wie folgt sein kann:The alloy need not contain any active element, in which case the composition of the alloy in weight percent may be as follows:

Gruppe A:Group A:

Aluminium 3 - 8 vorzugsweise 4,5 - 6Aluminium 3 - 8 preferably 4.5 - 6

Gruppe B:Group B:

Chrom 12 - 30 vorzugsweise 19 - 23Chromium 12 - 30 preferably 19 - 23

Eisen und/oder Nickel und/oder Kobalt RestIron and/or nickel and/or cobalt rest

Falls die Legierung jedoch ein aktives Element enthält, kann die Zusammensetzung der Legierung in Gewichtsprozent wie folgt sein:However, if the alloy contains an active element, the composition of the alloy in weight percent may be as follows:

Gruppe A:Group A:

Aluminium 3 - 8 vorzugsweise 4,5 - 6Aluminium 3 - 8 preferably 4.5 - 6

Yttrium, Zirkon, Hafnium 0,01 - 0,45 und/oder ein oder mehrere Seltenerdelemente 0,01 - 0,45 vorzugsweise 0,025 -0,4Yttrium, zirconium, hafnium 0.01 - 0.45 and/or one or more rare earth elements 0.01 - 0.45 preferably 0.025 -0.4

Gruppe B:Group B:

Chrom 12 - 30 vorzugsweise 19 - 23Chromium 12 - 30 preferably 19 - 23

Eisen und/oder Nickel und/oder Kobalt RestIron and/or nickel and/or cobalt rest

Das eine bzw. die mehreren Seltenerdelemente kann (können) Lanthan und/oder Cer aber vorzugsweise Lanthan umfassen. Wenn die Seltenerdelemente Lanthan und Cer umfassen, kann der Gesamtgehalt dieser Elemente in der Legierung innerhalb der Spanne von 0,025 bis 0,07 Gew.% liegen. Der Lanthangehalt liegt vorzugsweise innerhalb der Spanne von 0,005 bis 0,02 Gew.%, während der Cergehalt innerhalb der Spanne von 0,02 bis 0,05 Gew.% liegt. Falls das Seltenerdelement Lanthan umfaßt, kann der Lanthangehalt der Legierung innerhalb der Spanne von 0,06 bis 0,15 Gew.% liegen.The one or more rare earth elements may comprise lanthanum and/or cerium, but preferably lanthanum. If the rare earth elements comprise lanthanum and cerium, the total content of these elements in the alloy may be within the range of 0.025 to 0.07 wt.%. The lanthanum content is preferably within the range of 0.005 to 0.02 wt.%, while the cerium content is within the range of 0.02 to 0.05 wt.%. If the rare earth element comprises lanthanum, the lanthanum content of the alloy may be within the range of 0.06 to 0.15 wt.%.

Falls das aktive Element Zirkon umfaßt, kann der Zirkongehalt der Legierung innerhalb der Spanne von 0,1 bis 0,4 Gew.% liegen.If the active element comprises zirconium, the zirconium content of the alloy may be within the range of 0.1 to 0.4 wt.%.

Die Dicke der Oberflächenschicht sollte geringer sein als etwa 2 um, vorzugsweise geringer als etwa 1 um und idealerweise etwa 0,3 bis 0,5 um. Durch Beschränken der Oberflächenschicht auf eine Dicke, die im Verhältnis zu der Dicke bzw. dem Durchmesser des Elektrowiderstandsmaterials gering ist, wird durch mechanische Spannungen bedingte Verformung des erzielten Heizmittels bei thermischer Wechselbeanspruchung auf ein Mindestmaß eingeschränkt.The thickness of the surface layer should be less than about 2 µm, preferably less than about 1 µm, and ideally about 0.3 to 0.5 µm. By limiting the surface layer to a thickness that is small in relation to the thickness or diameter of the electrical resistance material, stress-induced deformation of the resulting heating medium under thermal cycling is minimized.

Die Erhitzung kann bei einer Temperatur von 900ºC bis 1475ºC, vorzugsweise von 900ºC bis etwa 1300ºC, durchgeführt werden. Die Erhitzung kann bei einer Temperatur von mindestens etwa 1000ºC aber vorzugsweise mindestens etwa 1100ºC durchgeführt werden.The heating may be carried out at a temperature of from 900°C to 1475°C, preferably from 900°C to about 1300°C. The heating may be carried out at a temperature of at least about 1000°C, but preferably at least about 1100°C.

Falls die Legierung als das aktive Element vorwiegend Lanthan enthält, wird in der Regel eine Temperatur von etwa 1200ºC niedrigeren Temperaturen gegenüber bevorzugt, doch wenn die Legierung Zirkon enthält, wird in der Regel eine Temperatur von etwa 1300ºC niedrigeren Temperaturen gegenüber bevorzugt.If the alloy contains predominantly lanthanum as the active element, a temperature of about 1200ºC is usually preferred over lower temperatures, but if the alloy contains zirconium, a temperature of about 1300ºC is usually preferred over lower temperatures.

Die Temperatur und die Dauer der Erhitzungsphase können gegenseitig abhängig sein, d.h. je höher die Temperatur ist, umso geringer ist die Dauer.The temperature and the duration of the heating phase can be mutually dependent, i.e. the higher the temperature, the shorter the duration.

Das Elektrowiderstandsmaterial kann in der Atmosphäre etwa 8 Minuten lang bei einer Temperatur von etwa 1200ºC erhitzt werden. Bei einer Temperatur von etwa 1360ºC bis 1400ºC beträgt die Dauer etwa 5 Minuten, und bei einer Temperatur von etwa 1450ºC bis 1475ºC beträgt die Dauer etwa 2 Minuten.The electrical resistance material can be heated in the atmosphere at a temperature of about 1200ºC for about 8 minutes. At a temperature of about 1360ºC to 1400ºC, the duration is about 5 minutes, and at a temperature of about 1450ºC to 1475ºC, the duration is about 2 minutes.

Das Aluminiumoxid kann im wesentlichen als Alpha- Aluminiumoxid vorliegen. Alpha-Aluminiumoxid ist die dichteste Form des Aluminiumoxids, und seine Durchlässigkeit für Luft und andere oxidierende Atmosphären ist geringer als die der nach dem Stand der Technik gebildeten Mischkristalle des Aluminiumoxids.The alumina may be present essentially as alpha alumina. Alpha alumina is the densest form of alumina and its permeability to air and other oxidizing atmospheres is lower than that of the solid solutions of alumina formed according to the prior art.

Das Elektrowiderstandsmaterial ist vorzugsweise monolithisch, zum Beispiel aus einem Gußblock gewalzt oder gezogen, kann aber auch aus gesintertem Material bestehen.The electrical resistance material is preferably monolithic, for example rolled or drawn from a cast block, but can also consist of sintered material.

Infolge des Herstellungsprozesses ist die Durchlässigkeit der Oberflächenschicht für Luft oder eine andere oxidierende Atmosphäre gering.As a result of the manufacturing process, the permeability of the surface layer to air or other oxidizing atmosphere is low.

Die Erfindung wird nun beispielhafterweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Heizelements für eine elektrische Heizstrahlvorrichtung ist;Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of a heating element for an electric radiant heating device;

Fig. 2 eine Grundrißansicht einer elektrischen Heizstrahlvorrichtung ist, die das in Bild 1 dargestellte Heizelement umfaßt;Figure 2 is a plan view of an electric radiant heating device incorporating the heating element shown in Figure 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht der in Fig. 2 dargestellten elektrischen Heizstrahlvorrichtung ist;Fig. 3 is a sectional view of the electric radiant heater device shown in Fig. 2;

Fig. 4 eine Grundrißansicht einer ein Heizelement wahlweiser Form umfassenden elektrischen Heizstrahlvorrichtung ist;Figure 4 is a plan view of an electric radiant heating device comprising a heating element of optional shape;

Fig. 5 eine Schnittansicht der in Fig. 4 dargestellten elektrischen Heizstrahlvorrichtung ist; undFig. 5 is a sectional view of the electric radiant heater shown in Fig. 4; and

Fig. 6 eine diagrammatische Darstellung einer Ausführungsform eines Behandlungsgeräts zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist.Fig. 6 is a diagrammatic representation of an embodiment of a treatment device for carrying out the method according to the invention.

Wie dies in Fig. 1 ersichtlich ist, wird ein zum Einsatz als Heizelement in einer Heizstrahlvorrichtung für einen Kochherd mit glaskeramischer Platte bestimmtes Heizelement 4 durch Wellen eines Streifens 5 und danach Zurechtbiegen des besagten Streifens in die für das Element erforderliche Form gefertigt.As can be seen in Fig. 1, a heating element 4 intended for use as a heating element in a radiant heating device for a cooker with a glass-ceramic plate is manufactured by corrugating a strip 5 and then bending the said strip into the shape required for the element.

Wie dies in den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, ist das Heizelement 4 an einer Grundlage 2 aus thermisch und elektrisch isolierendem Material, und zwar vorzugsweise einem mikroporösen, thermisch isolierenden Material in einem Metallbecken 1, befestigt. Das Element 4 wird zweckdienlicherweise durch Einbetten in der Grundlage 2 des es bildenden Streifens 5 bis zu einem Teil von dessen Höhe befestigt. Auf Wunsch kann der Streifen 5 des Elements 4 entlang derjenigen Kante des Streifens, die in dem Isoliermaterial eingebettet ist, profiliert werden, zum Beispiel durch Vorsehen von sich nach unten erstreckenden und mit Abstand voneinander angeordneten integrierenden Laschen (nicht dargestellt), die in dem Isoliermaterial der Grundlage 2 eingebettet sind.As can be seen in Figures 2 and 3, the heating element 4 is secured to a base 2 of thermally and electrically insulating material, preferably a microporous thermally insulating material, in a metal basin 1. The element 4 is conveniently secured by embedding in the base 2 the strip 5 which forms it up to a part of its height. If desired, the strip 5 of the element 4 be profiled along that edge of the strip which is embedded in the insulating material, for example by providing downwardly extending and spaced-apart integrating tabs (not shown) embedded in the insulating material of the base 2.

Zum Anschließen des Heizelementes 4 an eine Stromquelle zwecks dessen Betrieb ist ein Anschluß 6 vorgesehen.A connection 6 is provided for connecting the heating element 4 to a power source for its operation.

An der Seite des Beckens 1 liegt eine periphere Wand 3 aus thermisch isolierendem Material an, deren obere Fläche so angeordnet ist, daß sie sich im Einsatz mit der Unterseite einer glaskeramischen Kochplatte eines Kochherds in Kontakt befindet.Adjacent to the side of the basin 1 is a peripheral wall 3 made of thermally insulating material, the upper surface of which is arranged so that, during use, it is in contact with the underside of a glass-ceramic hotplate of a cooker.

Es ist eine Wärmeausschaltvorrichtung 7 gut bekannter Form vorgesehen, die sich quer über das Heizelement 4 erstreckt und die Funktion hat, das Heizelement auszuschalten, um übermäßige Erhitzung zu verhüten, wenn die Heizvorrichtung in einem Kochherd eingerichtet ist und in Betrieb steht.A heat cut-out device 7 of well-known form is provided extending across the heating element 4 and functioning to cut off the heating element to prevent excessive heating when the heating device is installed in a cooking oven and in operation.

Der das Heizelement 4 bildende Streifen 5 hat beispielsweise eine Höhe h von 1,5 bis 6 mm, und eine Dicke von 20 bis 200 um.The strip 5 forming the heating element 4 has, for example, a height h of 1.5 to 6 mm and a thickness of 20 to 200 µm.

In den Figuren 4 und 5 ist die gewellte Streifenform des in Fig. 1 dargestellten Heizelements durch ein spiralisch gewickeltes, spulenförmiges Heizelement 14 ersetzt, das an der in dem Metallbecken 1 befindlichen Grundlage 2 befestigt ist. Das Heizelement 14 ist in in der Grundlage 2 ausgebildeten Nuten 15 mit Hilfe eines beliebigen zweckdienlichen Mittels, zum Beispiel mit Hilfe von (nicht dargestellten) Metallklammern, befestigt.In Figures 4 and 5, the corrugated strip shape of the heating element shown in Figure 1 is replaced by a spirally wound coil-shaped heating element 14 which is fixed to the base 2 located in the metal basin 1. The heating element 14 is fixed in grooves 15 formed in the base 2 by any convenient means, for example by means of metal clips (not shown).

Zwecks Betrieb des Heizelements 14 ermöglicht der Anschluß 6 elektrische Verbindung des Heizelements mit einer Stromquelle .For the purpose of operating the heating element 14, the connection 6 enables electrical connection of the heating element to a power source.

Die periphere Wand 3 liegt an der Seite des Beckens 1 an, und im Einsatz ist die obere Fläche der peripheren Wand mit der Unterseite der glaskeramischen Kochplatte 16 eines Kochherdes in Kontakt.The peripheral wall 3 rests against the side of the basin 1, and in use the upper surface of the peripheral wall is in contact with the underside of the glass-ceramic cooking plate 16 of a cooker.

Die Wärmeausschaltvorrichtung 7 erstreckt sich quer über das Heizelement 14 und hat die Aufgabe, das besagte Heizelement auszuschalten, um übermäßige Erhitzung zu verhüten, wenn die Heizvorrichtung in einem Kochherd eingerichtet ist und im Betrieb steht.The heat cut-out device 7 extends across the heating element 14 and has the function of switching off said heating element in order to prevent excessive heating when the heating device is installed in a cooking oven and is in operation.

Der das Heizelement 14 bildende Draht kann jeden geeigneten Durchmesser, beispielsweise zwischen 250 und 750 um oder mehr, aufweisen.The wire forming the heating element 14 may have any suitable diameter, for example between 250 and 750 µm or more.

BEISPIELEXAMPLE

Nun wird als Beispiel eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben.An embodiment of the invention will now be described by way of example.

Wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, wurde eine Probe 18 eines Widerstandselements in der Form eines dünnen Streifens bzw. Bandes mit einer Dicke von etwa 50 um etwa bei Raumtemperatur innerhalb eines Behandlungsgehäuses 20 angeordnet. Das Behandlungsgehäuse 20 war als ein Quarzrohr mit Endkappen 22 aus Metall ausgebildet, wobei die besagten Kappen an deren inneren Oberfläche mit einer Schicht aus thermisch isolierendem Material versehen waren. Außerhalb des Behandlungsgehäuses war ein Thermopaar 24 angeordnet, das zur Bestimmung der Oberflächentemperatur des Gehäuses diente.As shown in Fig. 6, a sample 18 of a resistive element in the form of a thin strip or ribbon having a thickness of about 50 µm was placed at about room temperature within a treatment housing 20. The treatment housing 20 was designed as a quartz tube with metal end caps 22, said caps being provided on their inner surface with a layer of thermally insulating material. Outside the treatment housing was arranged a thermocouple 24 which served to determine the surface temperature of the housing.

Das Widerstandselement war aus einer Legierung mit der folgenden Zusammensetzung in Gewichtsprozent gefertigt:The resistance element was made of an alloy with the following composition in weight percent:

Aluminium 4,5 - 6Aluminum 4.5 - 6

Lanthan 0,06 - 0,15Lanthanum 0.06 - 0.15

Chrom 19 - 22Chrome 19 - 22

Eisen RestIron Rest

An die Enden der Probe 18 waren Zuleitungsdrähte 26 für elektrischen Strom angeschlossen, die zwecks Verbindung mit einer Spannungsquelle V durch die Endkappen 22 hindurchführten.Electrical current supply wires 26 were connected to the ends of the sample 18 and passed through the end caps 22 for connection to a voltage source V.

Von einem Wasserdampferzeuger (Dampferzeuger) bekannter Form 28 gelieferter Wasserdampf wurde durch ein Quarzrohr 30 hindurch in das Behandlungsgehäuse 20 eingeführt, um die innerhalb des Gehäuses vorhandene Luft gründlich durch Wasserdampf zu verdrängen und das Gehäuse in mit Wasserdampf gefülltem Zustand zu erhalten. Die Verdrängung der Luft durch den Wasserdampf wurde durch Leiten der abströmenden Luft entlang einem Quarzrohr 32 und in ein Wasserbad 34 erwiesen, so daß Bläschen das Abströmen von Luft aus dem Behandlungsgehäuse erkennen ließen. Die Bildung von Luftbläschen hörte auf, sobald die gesamte Luft verdrängt war. Um das Quarzrohr 30 und um die Außenseite des Gehäuses 20 wurde ein elektrisches Heizelement in der Form eines elektrischen Heizbandes 36 gewickelt, was den Zweck hatte, das Rohr 30 und das Gehäuse 20 auf etwa 200ºC zu erhitzen und dadurch die Gefahr der Wasserdampfkondensation auf ein Mindestmaß einzuschränken.Water vapor supplied by a steam generator (steam generator) of known form 28 was introduced into the treatment housing 20 through a quartz tube 30 to thoroughly displace the air present within the housing with water vapor and to maintain the housing in a water vapor-filled condition. The displacement of the air by the water vapor was demonstrated by passing the outgoing air along a quartz tube 32 and into a water bath 34 so that bubbles indicated the outgoing of air from the treatment housing. The formation of air bubbles ceased once all the air was displaced. An electrical heating element in the form of an electrical heating tape 36 was wound around the quartz tube 30 and the outside of the housing 20, the purpose of which was to heat the tube 30 and the housing 20 to about 200°C, thereby minimizing the risk of water vapor condensation.

Die Probe 18 wurde dann in der Wasserdampfatmosphäre elektrisch 8 Minuten lang selbsttätig auf eine Temperatur von etwa 1200ºC erhitzt, indem ein elektrischer Strom durch die Probe hindurchgeleitet wurde, wobei die Temperatur so bemessen war, daß teilweise Aufspaltung des Wasserdampfes in zur Oxidation des Aluminiums und des Lanthans dienenden Sauerstoff und in zur Hemmung der Oxidation des Chroms und des Eisens dienenden Wasserstoff bewirkt wurde. Während der Behandlung wurde sichergestellt, daß in dem Gehäuse Überdruck des Wasserdampfes herrschte, und dieser Überdruck war an einem sichtbaren Dampfstrom erkenntlich, der aus einem kleinen Loch 37 am Ende des Gehäuses 20 austrat. Nach der Behandlung wurde die Probe aus dem Gehäuse entnommen, und es wurde festgestellt, daß sich an deren Oberfläche eine im wesentlichen kontinuierliche, vereinheitlichte, dichte und dünne Aluminiumoxidschicht gebildet hatte, die aus in dem den Streifen bildenden Legierungsmaterial enthaltenen Aluminium bestand, doch wurde Oxidation von an der Oberfläche des Streifenlegierungsmaterials vorhandenem Eisen bzw. Chrom gehemmt.Sample 18 was then electrically heated in the steam atmosphere to a temperature of about 1200ºC for 8 minutes by passing an electric current through the sample at a temperature such that partial decomposition of the steam into the metals used to oxidize the aluminium and the lanthanum. oxygen and hydrogen to inhibit oxidation of the chromium and iron. During the treatment, it was ensured that the housing was pressurized with steam and this pressure was evident by a visible stream of steam emerging from a small hole 37 at the end of the housing 20. After treatment, the sample was removed from the housing and found to have formed on its surface a substantially continuous, uniform, dense and thin aluminum oxide layer consisting of aluminum contained in the alloy material forming the strip, but oxidation of iron or chromium present on the surface of the strip alloy material was inhibited.

Im Verhältnis zu der Dicke des Streifens war die Dicke der gebildeten Aluminiumoxidschicht mit beispielsweise etwa 0,5 um gering, und die Schicht haftete fest an dem darunter befindlichen Legierungsmaterial des Streifens an.In relation to the thickness of the strip, the thickness of the aluminum oxide layer formed was small, for example about 0.5 µm, and the layer adhered firmly to the underlying alloy material of the strip.

Die Behandlung wurde bei vier weiteren Proben aus Legierungsmaterial der gleichen Zusammensetzung wiederholt, doch wurden die Dauer und die Temperatur im Einklang mit der nachstehenden Tabelle 1 variiert: Tabelle 1 The treatment was repeated on four other samples of alloy material of the same composition, but the duration and temperature were varied in accordance with Table 1 below: Table 1

Die behandelten Proben wurden ebenso wie eine Kontrollprobe aus dem gleichen Streifenmaterial geprüft, die nicht auf die vorstehend beschriebene Weise behandelt worden war.The treated samples were tested as well as a control sample made from the same strip material that had not been treated in the manner described above.

Alle Proben wurden an eine elektrische Stromquelle angeschlossen und mit elektrischem Strom selbsttatig und periodisch zwischen etwa Raumtemperatur und 1150ºC in Luft erhitzt, bis sie versagten. Es stellte sich heraus, daß die behandelten Proben der Temperaturwechselbeanspruchungsprüfung etwa doppelt so lange standhielten wie die unbehandelte Kontrollprobe, bevor sie versagten.All samples were connected to an electrical power source and heated automatically and periodically with an electrical current between approximately room temperature and 1150ºC in air until they failed. It was found that the treated samples withstood the thermal cycling test for approximately twice as long as the untreated control sample before they failed.

Das Heizelement braucht nicht streifen- oder bandförmig zu sein und kann wahlweise aus Draht mit einem Durchmesser zwischen beispielsweise 250 und 750 um oder mehr bestehen.The heating element does not need to be in the form of a strip or ribbon and can optionally consist of wire with a diameter between, for example, 250 and 750 µm or more.

Die in dem Beispiel beschriebene Methode wurde in Verbindung mit Legierungen anderer Zusammensetzung durchgeführt. Die zusammensetzung in Gewichtsprozent einer verwendeten Legierung ist wie folgt:The method described in the example was carried out in combination with alloys of other compositions. The composition in weight percent of an alloy used is as follows:

Aluminium 5 - 6Aluminum 5 - 6

Zirkon 0,1 - 0,4Zircon 0.1 - 0.4

Chrom 21 - 23Chrome 21 - 23

Eisen RestIron Rest

Die Zusammensetzung in Gewichtsprozent einer anderen Legierung ist wie folgt:The composition in weight percent of another alloy is as follows:

Aluminium 5 - 6Aluminum 5 - 6

Cer 0,02 - 0,05Cerium 0.02 - 0.05

Lanthan 0,005 - 0,02Lanthanum 0.005 - 0.02

Chrom 19 - 21Chrome 19 - 21

Eisen RestIron Rest

Wir machten auch von einer Legierung mit der folgenden Zusammensetzung in Gewichtsprozent Gebrauch:We also made use of an alloy with the following composition in weight percent:

Aluminium 4,5 - 5Aluminum 4.5 - 5

Chrom 19,5 - 21,5Chrome 19.5 - 21.5

Eisen RestIron Rest

In jedem Falle behandelten wir Proben des Materials in Band- bzw. Drahtform 2 Minuten und 8 Minuten lang bei Temperaturen von 1000ºC, 1100ºC, 1200ºC und 1300ºC im Einklang mit der in dem Beispiel beschriebenen Methode.In each case, we treated samples of the material in tape and wire form, respectively, for 2 minutes and 8 minutes at temperatures of 1000ºC, 1100ºC, 1200ºC and 1300ºC, in accordance with the method described in the example.

In jedem Falle bildete sich eine dünne Aluminiumoxidschicht an dem Material.In each case, a thin layer of aluminum oxide formed on the material.

Alle Proben wurden an eine elektrische Stromquelle angeschlossen und selbsttätig mit Hilfe von elektrischem Strom zwischen etwa Raumtemperatur und 1150ºC zyklisch erhitzt. Es stellte sich heraus, daß alle Proben der Temperatur-Wechselbeanspruchungsprüfung besser standhielten als eine unbehandelte Kontrollprobe, da die Dicke der Oxidschicht langsamer zunahm. Hinsichtlich der behandelten Proben erwies es sich jedoch, daß die bei 1100ºC behandelten Proben im allgemeinen die Prüfung besser bestanden als diejenigen, die bei 1000ºC behandelt wurden. Wenn die Legierung als das aktive Element vorwiegend Lanthan enthielt, hielten die bei 1200ºC behandelten Proben der Prüfung besser stand als die Proben, die bei niedrigeren Temperaturen behandelt wurden, während in Fällen, in denen die Legierung Zirkon enthielt, die bei 1300ºC behandelten Proben der Prüfung besser standhielten als diejenigen, die bei niedrigeren Temperaturen behandelt wurden. Dies war im allgemeinen der Fall, ohne Rücksicht darauf, ob die Proben 2 Minuten lang oder 8 Minuten lang behandelt wurden.All samples were connected to an electrical power source and automatically cycled by means of an electrical current between about room temperature and 1150ºC. All samples were found to withstand the thermal cycling test better than an untreated control sample because the thickness of the oxide layer increased more slowly. However, with regard to the treated samples, it was found that the samples treated at 1100ºC generally passed the test better than those treated at 1000ºC. When the alloy contained predominantly lanthanum as the active element, the samples treated at 1200ºC passed the test better than those treated at lower temperatures, while in cases where the alloy contained zirconium, the samples treated at 1300ºC passed the test better than those treated at lower temperatures. This was generally the case regardless of whether the samples were treated for 2 minutes or 8 minutes.

Eine längere Behandlungszeit ist daher unnotig.A longer treatment time is therefore unnecessary.

Claims (29)

1. Ein die folgenden Schritte umfassendes Verfahren zur Herstellung eines Elektrowiderstandsheizmittels (4):1. A process for manufacturing an electric resistance heating means (4) comprising the following steps: Bereitstellung eines Elektrowiderstandsmaterials (18) umfassend eine Legierung, die sich in Gruppe A aus den Elementen Aluminium und wahlweise Yttrium, Zirkon, Hafnium und/oder einem oder mehreren Seltenerdelementen und in Gruppe B aus den Elementen Chrom und einem oder mehreren der Elemente Eisen und/oder Nickel und/oder Kobalt zusammensetzt; undProviding an electrical resistance material (18) comprising an alloy which in group A is composed of the elements aluminium and optionally yttrium, zirconium, hafnium and/or one or more rare earth elements and in group B of the elements chromium and one or more of the elements iron and/or nickel and/or cobalt ; and Wärmebehandlung des Elektrowiderstandsmaterials in einer in einem Gehäuse (20) durchgeführten Heizstufe, wobei die Heizstufe die folgenden Schritte umfaßt:Heat treatment of the electrical resistance material in a heating stage carried out in a housing (20), the heating stage comprising the following steps: (a) Herstellung einer Atmosphäre in dem das Elektrowiderstandsmaterial (18) umgebenden Gehäuse, wobei das Potential zum Oxidieren der Atmosphäre so beschaffen ist, daß Oxidation des Bestandteils (der Bestandteile) der Gruppe A ermöglicht und Oxidation der Bestandteile der Gruppe B gehemmt wird; und(a) creating an atmosphere in the housing surrounding the electrical resistance material (18), the oxidizing potential of the atmosphere being such that oxidation of the group A constituent(s) is enabled and oxidation of the group B constituents is inhibited; and (b) Erhitzung des Elektrowiderstandsmaterials (18) in der in dem Gehäuse befindlichen Atmosphäre auf eine Temperatur innerhalb der Spanne von 800ºC und einer Temperatur, die niedriger ist als der Schmelzpunkt der Legierung, um den Bestandteil (die Bestandteile) der Gruppe A an der Oberfläche der Legierung zu oxidieren, so daß eine Oberflächenschicht entsteht, die im wesentlichen aus kontinuierlichem, vereinheitlichtem Oxid des Bestandteils (der Bestandteile) der Gruppe A besteht,(b) heating the electrical resistance material (18) in the atmosphere within the housing to a temperature within the range of 800°C and a temperature lower than the melting point of the alloy to oxidize the Group A constituent(s) at the surface of the alloy to form a surface layer consisting essentially of continuous, unified oxide of the Group A constituent(s), dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der Legierung in Gewichtsprozent wie folgt ist:characterized in that the composition of the alloy in weight percent is as follows: Gruppe A:Group A: Aluminium 3-8Aluminum 3-8 Yttrium, Zirkon, Hafnium und/oderYttrium, Zircon, Hafnium and/or ein oder mehrere Seltenerdelemente 0 - 0,45one or more rare earth elements 0 - 0.45 Gruppe B:Group B: Chrom 12 -30Chrome 12 -30 Eisen und/oder Nickel und/oder Kobalt RestIron and/or nickel and/or cobalt residue und wobei eine ausschließlich aus Wasserdampf bestehende Atmosphare in das Gehäuse (20) eingeführt wird, so daß die Wärmebehandlung in einer einzigen Stufe durchgeführt wird.and wherein an atmosphere consisting exclusively of water vapor is introduced into the housing (20) so that the heat treatment is carried out in a single step. 2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der Legierung in Gewichtsprozent wie folgt ist:2. A method according to claim 1, characterized in that the composition of the alloy in weight percent is as follows: Gruppe A:Group A: Aluminium 3-8Aluminum 3-8 Yttrium, Zirkon, Hafnium und/oder ein oder mehrere Seltenerdelemente 0,01 - 0,45Yttrium, zirconium, hafnium and/or one or more rare earth elements 0.01 - 0.45 Gruppe B:Group B: Chrom 12 - 30Chrome 12 - 30 Eisen und/oder Nickel und/oder Kobalt RestIron and/or nickel and/or cobalt residue 3. Ein Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der Legierung in Gewichtsprozent wie folgt ist:3. A method according to claim 2, characterized in that the composition of the alloy in weight percent is as follows: Gruppe A:Group A: Aluminium 4,5 - 6Aluminum 4.5 - 6 Yttrium, Zirkon, Hafnium und/oder ein oder mehrere Seltenerdelemente 0,025 - 0,4Yttrium, zirconium, hafnium and/or one or more rare earth elements 0.025 - 0.4 Gruppe B:Group B: Chrom 19 - 23Chrome 19 - 23 Eisen und/oder Nickel und/oder Kobalt RestIron and/or nickel and/or cobalt residue 4. Ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Seltenerdelement bzw. die mehreren Seltenerdelemente Lanthan und/oder Cer umfaßt (umfassen).4. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the one or more rare earth elements comprise lanthanum and/or cerium. 5. Ein Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seltenerdelemente Lanthan und Cer umfassen und der Gesamtgehalt solcher Elemente in der Legierung innerhalb der Spanne von 0,025 bis 0,07 Gew.% liegt.5. A process according to claim 4, characterized in that the rare earth elements comprise lanthanum and cerium and the total content of such elements in the alloy is within the range of 0.025 to 0.07 wt.%. 6. Ein Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lanthangehalt innerhalb der Spanne von 0,005 bis 0,02 Gew.% liegt.6. A process according to claim 5, characterized in that the lanthanum content is within the range of 0.005 to 0.02 wt.%. 7. Ein Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Cergehalt innerhalb der Spanne von 0,02 bis 0,05 Gew.% liegt.7. A process according to claim 5 or 6, characterized in that the cerium content is within the range of 0.02 to 0.05 wt.%. 8. Ein Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Seltenerdelement bzw. die mehreren Seltenerdelemente Lanthan umfaßt (umfassen).8. A method according to claim 4, characterized in that the one or more rare earth elements comprise lanthanum. 9. Ein Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lanthangehalt der Legierung innerhalb der Spanne von 0,06 bis 0,15 Gew.% liegt.9. A method according to claim 8, characterized in that the lanthanum content of the alloy is within the range of 0.06 to 0.15 wt.%. 10. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung Zirkon in einem Anteil von 0,1 bis 0,4 Gew.% enthält.10. A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the alloy contains zirconium in a proportion of 0.1 to 0.4 wt.%. 11. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der Legierung in Gewichtsprozent wie folgt ist:11. A method according to claim 1, characterized in that the composition of the alloy in weight percent is as follows: Gruppe A:Group A: Aluminium 3-8Aluminum 3-8 Gruppe B:Group B: Chrom 12 - 30Chrome 12 - 30 Eisen und/oder Nickel und/oder Kobalt RestIron and/or nickel and/or cobalt residue 12. Ein Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der Legierung in Gewichtsprozent wie folgt ist:12. A method according to claim 11, characterized in that the composition of the alloy in weight percent is as follows: Gruppe A:Group A: Aluminium 4,5 - 6Aluminum 4.5 - 6 Gruppe B:Group B: Chrom 19 - 23Chrome 19 - 23 Eisen und/oder Nickel und/oder Kobalt RestIron and/or nickel and/or cobalt residue 13. Ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrowiderstandsmaterial (18) in der Atmosphäre erhitzt wird, um eine Oberflächenschicht mit einer Dicke von weniger als etwa 2 um zu erzeugen.13. A method according to any preceding claim, characterized in that the electrical resistance material (18) is heated in the atmosphere to produce a surface layer having a thickness of less than about 2 µm. 14. Ein Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrowiderstandsmaterial (18) in der Atmosphäre erhitzt wird, um eine Oberflächenschicht mit einer Dicke von weniger als etwa 1 um zu erzeugen.14. A method according to claim 13, characterized in that the electrically resistive material (18) is heated in the atmosphere to produce a surface layer having a thickness of less than about 1 µm. 15. Ein Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrowiderstandsmaterial (18) in der Atmosphäre erhitzt wird, um eine Oberflächenschicht mit einer Dicke von etwa 0,3 bis 0,5 um zu erzeugen.15. A method according to claim 14, characterized in that the electrical resistance material (18) is heated in the atmosphere to produce a surface layer having a thickness of about 0.3 to 0.5 µm. 16. Ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung bei einer Temperatur von 900ºC bis 1475ºC durchgeführt wird.16. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating is carried out at a temperature of 900ºC to 1475ºC. 17. Ein Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung bei einer Temperatur von 900ºC bis etwa 1300ºC durchgeführt wird.17. A method according to claim 16, characterized in that the heating is carried out at a temperature of 900°C to about 1300°C. 18. Ein Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung bei einer Temperatur von mindestens etwa 1000ºC durchgeführt wird.18. A method according to claim 16 or 17, characterized in that the heating is carried out at a temperature of at least about 1000°C. 19. Ein Verfahren nach Anspruch 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung bei einer Temperatur von mindestens etwa 1100ºC durchgeführt wird.19. A method according to claim 16, 17 or 18, characterized in that the heating is carried out at a temperature of at least about 1100°C. 20. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung vorwiegend Lanthan als das aktive Element enthält und die Erhitzung bei einer Temperatur von mindestens etwa 1200ºC durchgeführt wird.20. A method according to any one of claims 16 to 19, characterized in that the alloy predominantly contains lanthanum as the active element and the heating is carried out at a temperature of at least about 1200°C. 21. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung Zirkon enthält und die Erhitzung bei einer Temperatur von etwa 1300ºC durchgeführt wird.21. A method according to any one of claims 16 to 19, characterized in that the alloy contains zirconium and the heating is carried out at a temperature of about 1300ºC. 22. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrowiderstandsmaterial (18) etwa 2 bis etwa 8 Minuten lang in der Atmosphäre erhitzt wird.22. A method according to any one of claims 16 to 21, characterized in that the electrical resistance material (18) is heated in the atmosphere for about 2 to about 8 minutes. 23. Ein Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrowiderstandsmaterial (18) in der Atmosphäre etwa 8 Minuten lang bei einer Temperatur von etwa 1200ºC erhitzt wird.23. A method according to claim 16, characterized in that the electrical resistance material (18) is heated in the atmosphere for about 8 minutes at a temperature of about 1200°C. 24. Ein Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrowiderstandsmaterial (18) etwa 5 Minuten lang bei einer Temperatur von etwa 1360ºC in der Atmosphäre erhitzt wird.24. A method according to claim 16, characterized in that the electrical resistance material (18) is heated for about 5 minutes at a temperature of about 1360ºC in the atmosphere. 25. Ein Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrowiderstandsmaterial (18) etwa 5 Minuten lang bei einer Temperatur von etwa 1400ºC in der Atmosphäre erhitzt wird.25. A method according to claim 16, characterized in that the electrical resistance material (18) is heated for about 5 minutes heated to a temperature of about 1400ºC in the atmosphere. 26. Ein Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrowiderstandsmaterial (18) etwa 2 Minuten lang bei einer Temperatur von etwa 1450ºC in der Atmosphäre erhitzt wird.26. A method according to claim 16, characterized in that the electrical resistance material (18) is heated for about 2 minutes at a temperature of about 1450ºC in the atmosphere. 27. Ein Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrowiderstandsmaterial (18) etwa 2 Minuten lang bei einer Temperatur von etwa 1475ºC in der Atmosphäre erhitzt wird.27. A method according to claim 16, characterized in that the electrical resistance material (18) is heated for about 2 minutes at a temperature of about 1475ºC in the atmosphere. 28. Ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung des in der Atmosphäre befindlichen Elektrowiderstandsmaterials (18) das Aluminium des Bestandteils (der Bestandteile) der Gruppe A zu Aluminiumoxid im wesentlichen in der Form von Alpha-Aluminiumoxid oxidiert.28. A method according to any preceding claim, characterized in that heating the electrical resistance material (18) in the atmosphere oxidizes the aluminum of the Group A constituent(s) to aluminum oxide substantially in the form of alpha-alumina. 29. Ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Erhitzung des in der Atmosphäre befindlichen Elektrowiderstandsmaterials (18) eine Oberflächenschicht ergibt, deren Durchlässigkeit für oxidierende Atmosphären wie Luft gering ist.29. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that heating of the electrical resistance material (18) in the atmosphere results in a surface layer whose permeability to oxidizing atmospheres such as air is low.
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Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9407596A GB9407596D0 (en) 1994-04-16 1994-04-16 Alloy product and method of manufacture
GBGB9503019.3A GB9503019D0 (en) 1995-02-16 1995-02-16 Method of manufacturing an electrical resistance heating means
PCT/GB1995/000785 WO1995028818A1 (en) 1994-04-16 1995-04-06 Method of manufacturing an electrical resistance heating means

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69502601D1 DE69502601D1 (en) 1998-06-25
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US (1) US5800634A (en)
EP (1) EP0756808B1 (en)
JP (1) JPH09512129A (en)
AT (1) ATE166521T1 (en)
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ES (1) ES2116741T3 (en)
WO (1) WO1995028818A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6410886B1 (en) * 1997-07-10 2002-06-25 Nitinol Technologies, Inc. Nitinol heater elements
ES2234466T3 (en) 1999-03-12 2005-07-01 Goodrich Corporation A FERROUS METAL ARTICLE THAT HAS AN OXIDE COATING FORMED IN THE METAL BASE SUITABLE FOR BRAKE APPARATUS AND OTHERS.
DE102004052104B3 (en) * 2004-10-26 2006-02-02 Forschungszentrum Jülich GmbH Pre-oxidation of articles made from aluminum alloys comprises heating to form stable alpha-aluminum coating in atmosphere comprising e.g. water vapor with specified free oxygen content
US8770324B2 (en) * 2008-06-10 2014-07-08 Baker Hughes Incorporated Earth-boring tools including sinterbonded components and partially formed tools configured to be sinterbonded
EP3542593B1 (en) * 2016-11-21 2020-09-02 Plastic Omnium Advanced Innovation and Research Electric heating device of a reservoir containing a corrosive liquid
US20180292133A1 (en) * 2017-04-05 2018-10-11 Rex Materials Group Heat treating furnace

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3496030A (en) * 1966-12-13 1970-02-17 Atomic Energy Commission Anti-seizing surfaces
SE342001B (en) * 1967-09-28 1972-01-24 Kalle Ag
CH523973A (en) * 1970-04-29 1972-06-15 Alusuisse Process for treating surfaces in aluminum or its alloys
US4312682A (en) * 1979-12-21 1982-01-26 Cabot Corporation Method of heat treating nickel-base alloys for use as ceramic kiln hardware and product
US4439248A (en) * 1982-02-02 1984-03-27 Cabot Corporation Method of heat treating NICRALY alloys for use as ceramic kiln and furnace hardware
US4414023A (en) * 1982-04-12 1983-11-08 Allegheny Ludlum Steel Corporation Iron-chromium-aluminum alloy and article and method therefor
DE3476818D1 (en) * 1983-12-16 1989-03-30 Showa Aluminum Corp Process for producing aluminum material for use in vacuum
US4742038A (en) * 1985-11-26 1988-05-03 Toyota Jidoshi Kabushiki Kaisha Monolithic catalyst support and catalyst deposited on the support
DE8717392U1 (en) * 1987-03-16 1989-05-18 Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH, 5204 Lohmar Catalyst carrier body
GB8717668D0 (en) * 1987-07-25 1987-09-03 Micropore International Ltd Coiled heating elements
DE3804359C1 (en) * 1988-02-12 1988-11-24 Thyssen Edelstahlwerke Ag, 4000 Duesseldorf, De
US5011529A (en) * 1989-03-14 1991-04-30 Corning Incorporated Cured surfaces and a process of curing
JPH04308065A (en) * 1991-04-04 1992-10-30 Daido Steel Co Ltd Material having high electric resistance and production thereof
JP2500272B2 (en) * 1991-04-26 1996-05-29 日本碍子株式会社 Method for manufacturing heat resistant alloy
DE9114930U1 (en) * 1991-11-30 1992-02-06 Kanthal GmbH, 64546 Mörfelden-Walldorf Heating wire
US5294586A (en) * 1992-06-25 1994-03-15 General Motors Corporation Hydrogen-water vapor pretreatment of Fe-Cr-Al alloys
JP3027279B2 (en) * 1993-03-25 2000-03-27 日本碍子株式会社 Method for improving oxidation resistance of Fe-Cr-Al alloy

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